Física - Etapa

Questão 37
Questão 39
Em um ciclotron – tipo de acelerador de partículas – um deutério alcança velocidade final
de 3 × 107 m/s, enquanto se move em um
caminho circular de raio 0,45 m, mantido
nesse caminho por uma força magnética.
Considerando-se a massa do deutério igual a
3,3 × 10 −27 kg, a intensidade dessa força é
b) 9,9 × 10 −18 N.
a) 6,6 × 10 −12 N.
−20
N.
c) 2,2 × 10
d) 1,1 × 10 −34 N.
−36
N.
e) 4,5 × 10
Uma criança brinca em um escorregador de
altura 4 m, iniciando sua descida com velocidade nula. Considerando-se o atrito e a resistência do ar desprezíveis e g = 10 m/s2 , a
velocidade da criança quando alcança o ponto mais baixo do escorregador é
a) 2 3 m/s.
b) 2 5 m/s.
c) 3 3 m/s.
d) 3 5 m/s.
e) 4 5 m/s.
alternativa A
0
Sendo a força magnética a resultante centrípeta
que atua sobre o deutério, temos:
Fmag. =
mv
R
2
⇒ Fmag. =
3,3 ⋅ 10
−27
alternativa E
Do Teorema da Energia Cinética, aplicado ao movimento da criança, vem:
7 2
⋅ (3 ⋅ 10 )
0,45
⇒
−12
N
⇒ Fmag. = 6,6 ⋅ 10
Questão 38
Considere um pêndulo simples oscilando, no
qual as forças que atuam sobre a massa suspensa são a força gravitacional, a tensão do
fio e a resistência do ar. Dentre essas forças,
aquela que não realiza trabalho no pêndulo e
aquela que realiza trabalho negativo durante
todo o movimento do pêndulo são, respectivamente,
a) a força gravitacional e a resistência do ar.
b) a resistência do ar e a tensão do fio.
c) a tensão do fio e a resistência do ar.
d) a resistência do ar e a força gravitacional.
e) a tensão do fio e a força gravitacional.
alternativa C
Sendo a tensão (T) do fio perpendicular ao deslocamento, o trabalho realizado é nulo (T τ = 0).
Como a força de resistência do ar (Fr ) é oposta ao
deslocamento, o trabalho realizado é negativo
( Fr τ < 0).
R
τ = ∆Ec
⇒ mgh =
⇒ Pτ
mv 02
mv 2
=
−
⇒
2
2
mv 2
⇒ v = 2gh ⇒
2
⇒ v = 2 ⋅ 10 ⋅ 4 ⇒ v = 4 5 m/s
Questão 40
Em um jogo de bilhar, o jogador deseja colocar a bola preta numa caçapa de canto da
mesa. Conforme indica a figura, o jogador
joga a bola branca em direção à preta de
modo que a bola preta sofra uma deflexão de
30o em relação a essa direção, para atingir a
caçapa.
Considerando-se que as duas bolas possuem
tamanhos e massas iguais, que o atrito é desprezível e que a colisão entre as bolas é elástica, o ângulo de deflexão, θ, sofrido pela bola
branca é
b) 45o.
c) 55o.
d) 60o.
e) 75o.
a) 30o.
física 2
alternativa D
O choque entre as duas bolas corresponde a um
caso particular de colisão. Quando duas bolas de
mesmo tamanho e massa colidem elasticamente,
elas formam entre si um ângulo de 90o após o
choque. Assim, temos:
θ + 30o = 90o ⇒
θ = 60o
Questão 41
Grande parte dos satélites de comunicação
estão localizados em órbitas circulares que
estão no mesmo plano do equador terrestre.
Geralmente esses satélites são geoestacionários, isto é, possuem período orbital igual ao
período de rotação da Terra, 24 horas. Considerando-se que a órbita de um satélite geoestacionário possui raio orbital de 42 000 km, um
satélite em órbita circular no plano do equador
terrestre, com raio orbital de 10 500 km, tem
período orbital de
a) 3 horas.
b) 4 horas.
c) 5 horas.
d) 6 horas.
e) 8 horas.
alternativa A
Da 3ª Lei de Kepler, temos:
TA2
TB2
TB2
24 2
=
⇒
=
⇒
R A3
RB3
42 3
10,5 3
Questão 43
Um aquecedor elétrico de resistência total
igual a 8 Ω está ligado a uma diferença de
potencial de 110 V. Os valores da corrente
elétrica e da potência do aquecedor são, respectivamente,
a) 13,75 A e 7,5100 kW.
b) 13,75 A e 1,5125 kW.
c) 17,50 A e 7,5100 kW.
d) 17,50 A e 5,1250 kW.
e) 17,50 A e 1,5125 kW.
alternativa B
A corrente elétrica (i) é dada por:
U
110
i =
=
⇒ i = 13,75 A
R
8
A potência elétrica (P) é obtida de:
P = Ui = 110 ⋅ 13,75 ⇒ P = 1,5125 kW
Questão 44
TB = 3 horas
Quatro resistores, de resistências 8 Ω, 4 Ω,
6 Ω e 3 Ω, estão conectados como mostra a figura.
Questão 42
A temperatura mais alta registrada sobre a
Terra foi de 136oF, em Azizia, Líbia, em 1922, e
a mais baixa foi de −127o F, na estação Vostok,
Antártica, em 1960. Os valores dessas temperaturas, em o C, são, respectivamente,
a) 53,1 e −76,3.
b) 53,1 e −88,3.
c) 57,8 e −76,3.
d) 57,8 e −79,3.
e) 57,8 e −88,3.
alternativa E
Da relação entre as escalas Celsius e Fahrenheit
θC
θ − 32
, temos:
= F
5
9
θ
136 − 32
em Azizia: C =
⇒ θC = 57,8 o C
5
9
em Vostok:
θC ’
−127 − 32
=
⇒ θC ’ = −88,3 o C
5
9
Sabendo-se que a diferença de potencial entre os pontos a e c é de 42 V, as correntes que
passam nos resistores de 4 Ω, 6 Ω e 3 Ω são,
respectivamente,
a) 1 A, 2 A e 3 A.
b) 2 A, 3 A e 2 A.
c) 2 A, 1 A e 3 A.
d) 3 A, 1 A e 2 A.
e) 3 A, 2 A e 1 A.
física 3
alternativa D
Temos a seguinte distribuição de tensões e correntes:
R = Fmag .
R = mγ
⇒γ =
Fmag .
m
⇒γ =
1,6 ⋅ 10 −12
16
, ⋅ 10 −27
⇒
, ⋅ 1015 m/s 2
⇒ γ = 10
Questão 46
Uma carga q1 exerce uma força de 100 N
sobre uma carga teste q2 = 2 × 10−5 C localizada a 0,3 m de q1 . Considerando
k = 9 × 109 N ⋅ m2 /C2 , tem-se que o valor da
Entre ac, temos:
U
42
I =
=
⇒
6 ⋅3
R ac
8 +4+
6 +3
No nó b, temos:
i =1 A
3i = I ⇒ 3i = 3 ⇒
2i = 2 A
I =3A
carga q1 e a intensidade do campo elétrico
devido à q1 , no ponto onde se encontra q2 ,
são, respectivamente,
a) 5,2 × 10−5 C e 5 × 106 N/C.
b) 5,0 × 10−5 C e 5 × 106 N/C.
c) 5,2 × 10−5 C e 4 × 106 N/C.
d) 5,0 × 10−5 C e 3 × 106 N/C.
e) 5,1 × 10−5 C e 3 × 106 N/C.
alternativa B
Questão 45
Um próton, de carga 1,6 × 10−19 C e massa
1,6 × 10−27 kg, move-se com velocidade de
8 × 106 m/s numa dada direção, até o momento em que entra numa região onde existe um
campo magnético. Esse campo tem intensidade de 2,5 T e direção formando um ângulo de
30o com a direção que se movia o próton. A
aceleração inicial do próton, ao entrar na região desse campo magnético, é
b) 1,6 × 1015 m/s2 .
a) 1,8 × 1015 m/s2 .
15
2
c) 1,4 × 10 m/s .
d) 1,2 × 1015 m/s2 .
15
2
e) 1,0 × 10 m/s .
alternativa E
A força magnética que atua sobre o próton ao entrar na região do campo é dada por:
Fmag . = |q |vB ⋅ senθ ⇒
⇒ Fmag. = 1,6 ⋅ 10 −19 ⋅ 8 ⋅ 106 ⋅ 2,5 ⋅ sen 30o ⇒
⇒ Fmag .
= 1,6 ⋅ 10
−12
N
Sendo a força magnética a resultante que atua
sobre o próton, do Princípio Fundamental da Dinâmica, vem:
Pela Lei de Coulomb, temos:
|q ||q |
Fel. = k 1 2 2 ⇒ 100 =
r
|q1 | ⋅ 2 ⋅ 10 −5
9
= 9 ⋅ 10 ⋅
⇒
(3 ⋅ 10 −1 ) 2
−5
⇒ |q1 | = 5,0 ⋅ 10 C
O campo elétrico é dado por:
E =k
⇒
|q1 |
r
2
⇒ E = 9 ⋅ 109 ⋅
E = 5 ⋅ 106
5 ⋅ 10 −5
(3 ⋅ 10 −1 ) 2
⇒
N
C
Questão 47
Uma garrafa de vidro, fechada, contendo ar à
pressão atmosférica de 101 kPa e volume de
30 cm3 , está à temperatura de 23oC. A pressão
dentro da garrafa quando a temperatura atinge 200oC, considerando-se que não há variação
no volume da garrafa, é de aproximadamente
a) 161 kPa.
b) 167 kPa.
c) 173 kPa.
d) 179 kPa.
e) 182 kPa.
física 4
alternativa A
Da Equação Geral dos Gases Perfeitos, temos:
p0V0
pV
= 1 1
p V
pV
T0
T1 ⇒ 0 = 1 ⇒
T0
T1
V0 = V1 = V
⇒
⇒
p1
101 ⋅ 10 3
=
⇒
(23 + 273)
(200 + 273)
p1 = 161 kPa
Questão 48
Uma lente convergente de distância focal
10 cm forma uma imagem de um objeto localizado a 30 cm da lente. Em relação ao objeto,
a imagem é
a) duas vezes maior.
b) três vezes maior.
c) metade do seu tamanho.
d) um terço do seu tamanho.
e) um quarto do seu tamanho.
alternativa C
Pela Equação de Conjugação, temos:
1
1
1
1
1
1
=
+
⇒
=
+
⇒ p’ = 15 cm
f
p
p’
10
30
p’
Pela Equação do Aumento Linear Transversal, temos:
y’
p’
y’
15
=−
⇒
=−
⇒
y
p
y
30
y’ = −
y
2
Portanto, a imagem é invertida e tem metade do
tamanho do objeto.